DE3910469A1 - Linearkugelbuechse stichwort: linearkugelbuechse mit schaukelnden stahleinlagen - Google Patents
Linearkugelbuechse stichwort: linearkugelbuechse mit schaukelnden stahleinlagenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Linearkugelbüchse umfassend
einen Käfig mit einer Käfigachse und mit einer Mehr
zahl von Kugelumläufen,
wobei jeder Kugelumlauf zwei zur Käfigachse im wesent lichen parallele Geradkugelreihen, nämlich eine Trag kugelreihe und eine Rücklaufkugelreihe und zwei die beiden Geradkugelreihen verbindende Bogenkugelreihen aufweist,
wobei weiter jeder der Kugelumläufe nach radial außen an einer Laufplatte anliegt, welche in eine zugehörige Ausnehmung des Käfigs eingesetzt ist und eine Außen fläche zur Anlage an einer Innenumfangsfläche einer den Käfig aufnehmenden Lagergehäusebohrung besitzt,
wobei weiter an einer Innenfläche der Laufplatte eine geschlossene Laufbahn für den jeweiligen Kugelumlauf ausgebildet ist,
wobei weiter die geschlossene Laufbahn zwei Geradlauf bahnabschnitte, nämlich einen tragenden Geradlaufbahn abschnitt für die Tragkugelreihe und einen rückführen den Geradlaufbahnabschnitt für die Rücklaufkugelreihe und zwei die Geradlaufbahnabschnitte verbindende Bo genlaufbahnabschnitte aufweist,
wobei weiter der tragende Geradlaufbahnabschnitt, be zogen auf die Außenfläche der Laufplatte, auf einem höheren und der rückführende Geradlaufbahnabschnitt, bezogen auf die Außenfläche der Laufplatte, auf einem tieferen Niveau liegt und die Bogenlaufbahnabschnitte die entsprechenden Niveauunterschiede allmählich über winden,
wobei weiter die Geradlaufbahnabschnitte durch eine Mittelrippe voneinander getrennt sind und
wobei die jeweilige Tragkugelreihe nach radial innen einen Schlitz des Käfigs teilweise durchdringt, um an einer von dem Käfig umschlossenen Welle Anlage nehmen zu können und die jeweilige Rücklaufkugelreihe nach radial innen durch den Käfig abgestützt ist.
wobei jeder Kugelumlauf zwei zur Käfigachse im wesent lichen parallele Geradkugelreihen, nämlich eine Trag kugelreihe und eine Rücklaufkugelreihe und zwei die beiden Geradkugelreihen verbindende Bogenkugelreihen aufweist,
wobei weiter jeder der Kugelumläufe nach radial außen an einer Laufplatte anliegt, welche in eine zugehörige Ausnehmung des Käfigs eingesetzt ist und eine Außen fläche zur Anlage an einer Innenumfangsfläche einer den Käfig aufnehmenden Lagergehäusebohrung besitzt,
wobei weiter an einer Innenfläche der Laufplatte eine geschlossene Laufbahn für den jeweiligen Kugelumlauf ausgebildet ist,
wobei weiter die geschlossene Laufbahn zwei Geradlauf bahnabschnitte, nämlich einen tragenden Geradlaufbahn abschnitt für die Tragkugelreihe und einen rückführen den Geradlaufbahnabschnitt für die Rücklaufkugelreihe und zwei die Geradlaufbahnabschnitte verbindende Bo genlaufbahnabschnitte aufweist,
wobei weiter der tragende Geradlaufbahnabschnitt, be zogen auf die Außenfläche der Laufplatte, auf einem höheren und der rückführende Geradlaufbahnabschnitt, bezogen auf die Außenfläche der Laufplatte, auf einem tieferen Niveau liegt und die Bogenlaufbahnabschnitte die entsprechenden Niveauunterschiede allmählich über winden,
wobei weiter die Geradlaufbahnabschnitte durch eine Mittelrippe voneinander getrennt sind und
wobei die jeweilige Tragkugelreihe nach radial innen einen Schlitz des Käfigs teilweise durchdringt, um an einer von dem Käfig umschlossenen Welle Anlage nehmen zu können und die jeweilige Rücklaufkugelreihe nach radial innen durch den Käfig abgestützt ist.
Eine solche Linearkugelbüchse ist aus der DE-AS
12 87 382 bekannt. Bei der bekannten Ausführungs
form ist die Laufplatte als eine Ringschale ausgebil
det, wobei die Geradlaufbahnabschnitte in ihrer
Verlängerung auf eine Schalenumrandung zulaufen.
Bei dieser Ausführungsform ist von der Grundgeo
metrie her die Voraussetzung für eine sich über den
ganzen Kugelablauf erstreckende, stetige Kugelfüh
rung geschaffen, die einen stoßfreien Lauf der Ku
geln gewährleisten könnte. Andererseits ist die
Bearbeitung der Geradlaufbahnabschnitte - und insbeson
dere der tragende Geradlaufbahnabschnitt bedarf einer
sorgfältigen Bearbeitung - dadurch erschwert, daß
die Geradlaufbahnabschnitte mit ihren gedachten Ver
längerungen gegen den Schalenrand treffen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer
Linearkugelbüchse der eingangs bezeichneten Art
eine Gestaltung der Laufplatte anzugeben, welche
unter Erhaltung einer möglichst vollständigen Kugel
führung über den ganzen Kugelumlauf die Bearbeitung
der Geradlaufbahnabschnitte und insbesondere des
tragenden Geradlaufbahnabschnitts erleichtert.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß
vorgeschlagen, daß die Mittelrippe bis an die Enden
der Laufplatte hin im wesentlichen profilkonstant
fortgesetzt und von den Bogenlaufbahnabschnitten
durchquert ist, und daß Verlängerungen der beiden
Geradlaufbahnabschnitte bis an die Enden der Lauf
platte im wesentlichen profilkonstant fortgesetzt
sind unter Verschneidung mit den Bogenlaufbahnab
schnitten.
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Laufplatte
ist es möglich, die bis an die Enden der Laufplatte
im wesentlichen profilkonstant fortgesetzten
Geradlaufbahnabschnitte und hier insbesondere
wieder den tragenden Geradlaufbahnabschnitt mit
herkömmlichen Oberflächenbehandlungsmethoden zu
bearbeiten, insbesondere zu schleifen. Die Paralleli
tät der beiden Geradlaufbahnabschnitte erlaubt es
dabei, gegebenenfalls beide Geradlaufbahnabschnitte
gemeinsam mit einem einzigen Schleifwerkzeug zu
schleifen. Dadurch daß die Mittelrippe von dem
Bogenlaufbahnabschnitten durchquert ist, bleibt
die Führung der Kugeln auf dem größten Teil des
Kugelumlaufs erhalten, jedenfalls im Scheitel der
Kugelumläufe.
Aus der DE-OS 20 03 535 ist es bekannt, bei einer Lauf
platte, welche nur den tragenden Geradlaufbahnabschnitt
und an diesen anschließend Teilbögen der Bogenlaufbahn
abschnitte aufweist, also keinen rückführenden Gerad
laufbahnabschnitt und demgemäß auch keine ausgeprägte
Rippe besitzt, den tragenden Geradlaufbahnabschnitt
unter Verschneidung mit den zugehörigen Teilbögen der
Bogenlaufbahnabschnitte bis an die Enden der Lauf
platte fortzusetzen. Bei einer solchen Ausführungs
form ist die vollständige Führung der Kugeln an der
Laufbahnplatte über den gesamten Kugelumlauf gerade
nicht erreicht.
Aus der DE-OS 35 12 013 ist eine Laufplatte für Linear
kugelbüchsen gattungsähnlicher Bauart bekannt, auf
deren Innenfläche die beiden Geradlaufbahnabschnitte
durch eine Mittelrippe voneinander getrennt ausge
bildet sind. Die Mittelrippe endet dabei endgültig
in Abständen von den Enden der Laufplatte. Zwischen
dem jeweiligen Ende der Mittelrippe und dem zuge
hörigen Ende der Laufplatte sind Planflächen ausge
bildet, welche parallel sind zu der durch die Kugel
mittelpunkte des Kugelumlaufs definierten Ebene.
Damit ist jede seitliche Führung der Kugeln im
Bereich der Bogenlaufbahnabschnitte ausgeschaltet.
Dies wird in der DE-OS 35 12 013 als die erfinderi
sche Besonderheit herausgestellt, mit der Begrün
dung, daß damit die Notwendigkeit einer präzisen, ge
genseitigen Anpassung seitlicher Führung im Käfig
und seitlicher Führung in der Laufplatte im Be
reich des jeweiligen Bogenlaufbahnabschnitts ver
mieden sei. Tatsächlich hat sich aber gezeigt,
daß eine erfindungsgemäße Lösung mit weitgehender
seitlicher Führung der Kugeln auch im Bereich der
Bogenlaufbahnabschnitte und insbesondere in deren
an den tragenden Laufbahnabschnitten anschließen
den Teilbereiche bis etwa zum Scheitel des je
weiligen Bogenlaufbahnabschnitts für die Lebensdauer
und für die Laufruhe, d.h. einen Kugelablauf ohne nennenswerte Reibkraft
schwankungen, von Vorteil ist, dem zuliebe die erhöhten Präzisionsanforderungen
in der gegenseitigen Anpassung von Käfig- und Laufbahnplatten in Kauf
genommen werden sollten.
Die Laufplatten können bei der erfindungsgemäßen Aus
bildung grundsätzlich durch eine verhältnismäßig ein
fache, mechanische Bearbeitung aus dem vollen gefräst
werden dank der Profilkonstanz. Eine besonders ein
fache Möglichkeit für die Bereitstellung der Lauf
plattenrohlinge ergibt sich aber wiederum wegen der
Profilkonstanz in Form der Extrusion eines Metall
rohlings oder eines pulvermetallurgischen Hauf
werks.
In den so gewonnenen Rohlingen können die Bogen
laufbahnabschnitte durch Prägung gebildet werden.
Dadurch daß die Rippe von den Bogenlaufbahnabschnit
ten durchquert wird, sich also zu beiden Seiten
der Bogenlaufbahnabschnitte zumindest in deren
Scheitelbereich erhebt, ist eine seitliche Führung
der Kugeln jedenfalls im Scheitelbereich der Bo
genlaufbahnabschnitte gewährleistet.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist vorgesehen, daß der Niveauabfall der
Laufbahn von dem Niveau des tragenden Gerad
laufbahnabschnitts in Richtung auf das Niveau des
rückführenden Geradlaufbahnabschnitts jeweils im
Bereich geradliniger Endfortsätze des tragenden
Geradlaufbahnabschnitts beginnt.
Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß auf dem
ganzen Teilbogen des Bogenlaufbahnabschnitts, der
sich über etwa 90° vom Ende des tra
genden Geradlaufbahnabschnitts bis zum Scheitel
des jeweiligen Bogenlaufbahnabschnitts erstreckt, eine
erhebliche Seitenführung der Kugel gewährleistet ist,
trotz der Fortsetzung des Geradlaufbahnabschnitts zum
zugehörigen Laufplattenende hin, in dem nämlich die
Sohle des Bogenlaufbahnabschnitts in diesem Teil
bogenbereich durchwegs tiefer liegt als die Sohle des
fortgesetzten Geradlaufbahnabschnitts.
Der im Bereich eines geradlinigen Endfortsatzes des
tragenden Geradlaufbahnabschnitts bestehende Niveau
abfall kann natürlich auch durch die Prägebearbeitung
gewonnen werden, die zur Bildung des Bogenlaufbahn
abschnitts angewandt wird. Durch diese Maßnahme wird
überdies ein besonders sanfter Einsatz des Niveau
abfalls erreicht, der für die Laufruhe bedeutsam ist.
Es ist weiterhin möglich, daß die Laufbahn jeweils
im Übergangsbereich zwischen den Bogenstrecken der
Bogenlaufbahnabschnitte und der Rücklaufgeraden des
rückführenden Geradlaufbahnabschnitts ein Niveau
minimum durchläuft.
Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß auch in dem
Teilbogenbereich eines Bogenlaufbahnabschnitts, der
sich von dessen Scheitel zu dem rückführenden Gerad
laufbahnabschnitt hin erstreckt, noch eine gewisse
Seitenführung der Kugeln gewährleistet ist, insbe
sondere dann, wenn entsprechend einer Weiterbildung
vorgesehen ist, daß die Laufbahn im Bereich gerad
liniger Endfortsätze des rückführenden Geradlauf
bahnabschnitts von dem jeweiligen Niveauminimum
auf das Niveau des rückführenden Geradlaufbahn
abschnitts allmählich ansteigt.
Es hat sich gezeigt, daß trotz des Vorhandenseins
eines Niveauminimums die Laufruhe nicht reduziert,
sondern verbessert wird, was darauf zurückzuführen
sein dürfte, daß der -Übergang von dem geprägten Bogen
laufbahnabschnitt zu dem anderweitig hergestellten Ge
radlaufbahnabschnitt in die Rücklaufgerade zu liegen
kommt und deshalb besonders sanft ausgebildet werden
kann, auch wenn nach dem Prägen noch ein Schleifen
des rückführenden Geradlaufbahnabschnitts erfolgt.
Im Hinblick auf eine möglichst exakte Kugelführung,
die wiederum für die Laufruhe verantwortlich ist,
wird empfohlen, daß die Geradlaufbahnabschnitte und/
oder Bogenlaufbahnabschnitte einen Rillenquerschnitt
besitzen, dessen Krümmungsradius annähernd gleich,
vorzugsweise geringfügig größer, ist wie der Kugel
radius.
Um der durch die Linearkugelbüchse geführten Welle
ein gewisses Winkelanpassungsspiel zu gewähren,
wird vorgeschlagen, daß die Laufplatten an der Innen
umfangsfläche der den Käfig aufnehmenden Lagergehäuse
bohrung schaukelnd anliegen, und zwar um eine Schau
kelachse, welche in einer zur Käfigachse senkrech
ten Ebene annähernd tangential zur Käfigachse liegt,
und zwar vorzugsweise im Bereich der Längsmitte der
Kugelbüchse. Bei hartelastischem Käfigmaterial
empfiehlt es sich im Hinblick auf die Schaukelfähig
keit die Laufplatten in dem Käfig mit Bewegungs
spiel aufzunehmen. Bei weich elastischem Käfigma
terial könnte die Schaukelfähigkeit auch von elasti
scher Verformbarkeit des Käfigmaterials abgeleitet
werden. Die schaukelnde Anlage an der Innenumfangs
fläche der Lagergehäusebohrung kann auf einfachste
Weise dadurch verwirklicht werden, daß die Außen
fläche der Laufplatte von einem im Bereich der
Schaukelachse gelegenen Mittelbereich zu den Enden
der Laufplatte hin bezüglich der Käfigachse radial
einwärts abfällt.
Die Erfindung betrifft im Hinblick auf die oben formulierte
Aufgabe ferner ein Verfahren zur Herstellung einer
Laufplatte für die Kugelbüchse. Dieses Verfahren be
steht darin, daß
- a) ein Profilstab bereitgestellt wird, welcher eine Außenfläche und eine Innenfläche besitzt, wobei an der Innenfläche zwei zueinander parallele, in Längsrichtung des Profilstabs verlaufende durch eine Mittelrippe voneinander getrennte Gerad rillen ausgebildet sind und wobei die eine dieser Geradrillen ein höheres Niveau gegenüber der Außen fläche und die andere Geradrille ein niedrigeres Niveau gegenüber der Außenfläche besitzt;
- b) in die Innenseite der Laufplatte Bogenrillen ein geprägt werden, welche die Mittelrippe queren und die niveauhöhere Geradrille mit der niveauniedri geren Geradrille niveauüberwindend verbinden.
Die Bereitstellung des Profilstabs kann dabei nach
einer der weiter oben beschriebenen Methoden erfol
gen.
Dabei kann mindestens eine der Geradrillen nach dem
Einprägen der Bogenrillen geschliffen werden, wo
bei es sich nach obigem versteht, daß insbesondere
diejenige Bogenrille geschliffen wird, welche
den tragenden Laufbahnabschnitt ergibt, also die
niveauhöhere Geradrille.
Um eine Seitenführung der Kugeln auch in den an den rück
führenden Geradlaufbahnabschnitt angrenzenden
Teilen der Bogenlaufbahnabschnitte zu erhalten,
wird vorgeschlagen, daß die Prägetiefe der Bogen
rillen in den Anschlußbereichen an die niveauniedrigere
Geradrille derart gewählt wird, daß dort Niveau
minima entstehen und gegebenenfalls auch nach dem Schleifen der
niveauniedrigeren Geradrille noch vorhanden sind.
Um das Prägen der Aussparungen zu ermöglichen, ohne
daß das Laufplattenmaterial unkontrolliert abfließt,
wird vorgeschlagen, daß an den Enden des Profilstabs
Aussparungen bereitgestellt werden, welche beim Prägen wenig
stens einen Teil des verdrängt werdenden Laufplattenmaterials aufneh
men. Dabei können Prägewerkzeuge verwendet werden,
welche der Form des Profilstabs angepaßt sind, auch
hinsichtlich der Aussparung, und zwar so, daß die
Form nach erfolgtem Prägen vollständig gefüllt ist,
daß also auch im Bereich der Aussparung definierte
Kanten und Flächen entstehen.
Die Außenfläche kann vor oder nach dem Schleifen
der Geradrillen geschliffen werden, gegebenenfalls
so, daß die Schaukelfähigkeit eintritt. Besonders
empfohlen wird, daß die Außenfläche nach dem
Schleifen der Geradrillen geschliffen wird, wobei
die geschliffenen Geradrillen zur Positionierung
des Profilstabs beim Schleifen der Außenfläche
verwendet werden.
Die Erfindung betrifft weiter eine Linearkugelbüchse,
umfassend einen Käfig mit einer Käfigachse und mit
einer Mehrzahl von Kugelumläufen,
wobei jeder Kugelumlauf zwei zur Käfigachse im wesentlichen parallele Geradkugelreihen, nämlich eine Tragkugelreihe und eine Rücklaufkugelreihe und zwei die beiden Gerad kugelreihen verbindende Bogenkugelreihen aufweist,
wobei weiter mindestens die Tragkugelreihe eines Kugelumlaufs nach radial außen an einer Laufplatte anliegt, welche in eine zugehörige Ausnehmung des Käfigs eingesetzt ist und eine Außenfläche zur Anlage an einer Innenumfangsfläche einer den Käfig aufnehmenden Lagergehäusebohrung besitzt,
wobei weiter an einer Innenfläche der Laufplatte ein Geradlauf bahnabschnitt mindestens für die Tragkugelreihe des jeweiligen Kugelumlaufs ausgebildet ist und
wobei die jeweilige Tragkugelreihe nach radial innen einen Schlitz des Käfigs teilweise durchdringt, um an einer von dem Käfig umschlossenen Welle Anlage nehmen zu können.
wobei jeder Kugelumlauf zwei zur Käfigachse im wesentlichen parallele Geradkugelreihen, nämlich eine Tragkugelreihe und eine Rücklaufkugelreihe und zwei die beiden Gerad kugelreihen verbindende Bogenkugelreihen aufweist,
wobei weiter mindestens die Tragkugelreihe eines Kugelumlaufs nach radial außen an einer Laufplatte anliegt, welche in eine zugehörige Ausnehmung des Käfigs eingesetzt ist und eine Außenfläche zur Anlage an einer Innenumfangsfläche einer den Käfig aufnehmenden Lagergehäusebohrung besitzt,
wobei weiter an einer Innenfläche der Laufplatte ein Geradlauf bahnabschnitt mindestens für die Tragkugelreihe des jeweiligen Kugelumlaufs ausgebildet ist und
wobei die jeweilige Tragkugelreihe nach radial innen einen Schlitz des Käfigs teilweise durchdringt, um an einer von dem Käfig umschlossenen Welle Anlage nehmen zu können.
Im Gegensatz zu bekannten Ausführungsformen, bei denen
die Laufplatten in ihrer Längsmitte ein scheitelförmiges
Kipplager an ihrer Außenseite besitzen oder an ihrer
Außenseite auf deren ganzer Länge stetig ballig ausge
führt sind, wird dabei vorgeschlagen, daß die Laufplatte
an ihrer Außenfläche einen mittleren Bereich auf
weist, welcher parallel zur Laufbahn der Tragkugelreihe
verläuft und daß an diesen mittleren Längsbereich
über nach radial außen konvexe Verrundungen axial
äußere Längsbereiche anschließen, welche nach axial
außen und radial innen vorzugsweise geradlinig verlaufen.
Es hat sich gezeigt, daß eine solche Ausgestaltung wegen
der geringeren Flächenpressung im Bereich des axial
mittleren Längsabschnitts gegen elastische oder plastische
Verformungen und insbesondere gegen Abnutzungserscheinungen
beständiger ist als die genannten bekannten Ausführungs
formen. Gleichwohl bleibt eine Kippfähigkeit erhalten.
Besonders empfohlen wird, daß die axiale Gesamtlänge
einer Tragkugelreihe ca. 100% bis ca. 200%, vorzugsweise
ca. 130% bis ca. 180% des zugehörigen Wellendurchmessers
beträgt,
daß die axiale Länge des mittleren Längsbereichs ca. 2% bis ca. 15% des zugehörigen Wellendurchmessers, vorzugsweise ca. 5% bis ca. 10% des zugehörigen Wellen durchmessers beträgt,
daß die Verrundung einen Krümmungsradius besitzt, welcher mehr als 100%, vorzugsweise mehr als 150%, bei spielsweise 167% bis 300% des zugehörigen Wellendurch messers beträgt und
daß die Neigung der axial äußeren Längsbereiche gegen über der Laufbahn der Tragkugelreihe im Mittel ca. 25 bis ca. 45 Winkelminuten, vorzugsweise ca. 35 Winkelminuten beträgt.
daß die axiale Länge des mittleren Längsbereichs ca. 2% bis ca. 15% des zugehörigen Wellendurchmessers, vorzugsweise ca. 5% bis ca. 10% des zugehörigen Wellen durchmessers beträgt,
daß die Verrundung einen Krümmungsradius besitzt, welcher mehr als 100%, vorzugsweise mehr als 150%, bei spielsweise 167% bis 300% des zugehörigen Wellendurch messers beträgt und
daß die Neigung der axial äußeren Längsbereiche gegen über der Laufbahn der Tragkugelreihe im Mittel ca. 25 bis ca. 45 Winkelminuten, vorzugsweise ca. 35 Winkelminuten beträgt.
Diese Bemessungsvorschriften erweisen sich des
halb als besonders günstig, weil die bei einem etwaigen
Fluchtverlust der Welle gegenüber der das Linearkugel
lager aufnehmenden Bohrung die wegen der Geradlinigkeit
der Längsmittelabschnitte unvermeidlich auftretende An
näherung diametral einander gegenüberliegender Tragkugel
reihen innerhalb akzeptabler Grenzen verbleibt, so daß
auch die Flächenpressung der Kugeln gegen die Welle und
gegen die Innenflächen der Laufplatten innerhalb akzep
tabler Grenzen verbleiben.
Der Gedanke der axialen Geradlinigkeit mittlerer Längs
abschnitte der Laufplattenaußenflächen ist auch dann
anwendbar, wenn nur die Tragkugelreihen nach radial
außen durch die Laufplatten geführt sind und die Rück
laufkugelreihen anderweitig innerhalb des Käfigs ge
führt sind.
Zum Stand der Technik bezüglich der Lagerung der Lauf
platten an ihrer Außenfläche wird auf die DE-PS 19 49 182
und auf die DE-OS 35 07 760 verwiesen. Die in der erst
genannten Schrift beschriebene Linearkugelbüchse zeigt
Laufplatten, die an der Lagergehäusebohrung nur mit
Linienberührung anliegen, so daß hohe Flächenpressung
zu erwarten ist.
Bei der in der DE-OS 35 07 760 beschriebenen Linearkugel
büchse sind die Laufplatten an ihrer Außenfläche durch
Einprägungen eines Umfassungsmantels gelagert. Dieser
Umfassungsmantel führt zu einer unerwünschten Vergrö
ßerung des Außendurchmessers, der allenfalls durch
dünne Laufplatten oder kleine Kugel ausgeglichen wer
den kann. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung ist
ein Umfassungsmantel nicht erforderlich. Die Linear
kugelbüchse kann in die Lagergehäusebohrung so einge
setzt werden, daß die Laufplatten unmittelbar an
deren Innenumfangsfläche anliegen.
Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand
eines Ausführungsbeispiels. Es stellen dar:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Linearkugel
büchse;
Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II der Fig. 1;
Fig. 3 eine Ansicht der Innenseite einer Laufplatte;
Fig. 4 eine Endansicht einer Laufplatte gemäß Fig. 3;
Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V der Fig. 3;
Fig. 6 eine Vergrößerung des Bereichs VI der Fig. 5 in einem
Schnitt entsprechend demjenigen der Fig. 5;
Fig. 7 eine Vergrößerung eines Endabschnitts der Laufplatte
gemäß Fig. 3;
Fig. 8 einen Schnitt nach Linie VIII-VIII der Fig. 7;
Fig. 9 einen Schnitt nach Linie IX-IX der Fig. 7;
Fig. 10 einen Schnitt nach Linie X-X der Fig. 8;
Fig. 11 einen Schnitt nach Linie XI-XI der Fig. 8;
Fig. 12 einen Niveauplan mit tabellarischer Erfassung der Sohlen
niveaus der Laufbahn in einem Endabschnitt der Laufplatte
gemäß Fig. 7;
Fig. 13 einen Querschnitt durch einen Käfig entlang Linie II-II
der Fig. 1, jedoch nach Entfernung der Laufplatten und
Kugeln;
Fig. 14 ein Detail zu Fig. 13 in Vergrößerung;
Fig. 15 eine Teilansicht des Käfigs in Pfeilrichtung XV der
Fig. 13;
Fig. 16 einen Längsschnitt durch den Käfig nach Linie XVI-XVI
der Fig. 13;
Fig. 17 einen Längsschnitt nach Linie XVII-XVII der Fig. 13;
Fig. 18 eine Teilansicht einer Laufplatte entsprechend Fig. 7,
jedoch mit einer Endabschrägung;
Fig. 19 einen Schnitt nach Linie XIX-XIX der Fig. 15 beim
Einfüllen von Kugeln;
Fig. 20 einen Schnitt durch ein Linearkugellager gemäß Fig. 1,
jedoch insofern abgewandelt, als der Käfig zur Aufnahme
einer Unterstützung für die Welle teilringförmig ausge
bildet ist;
Fig. 21 ein Detail entsprechend der Stelle XXI der Fig. 20 in
Vergrößerung;
Fig. 22 eine Endansicht eines Linearkugellagers gemäß Fig. 20,
wobei ein ebenfalls teilringförmiger , topfringförmiger
Endring abgenommen ist;
Fig. 23 eine Vergrößerung des Details XXIII der Fig. 22;
Fig. 24 einen Schnitt nach Linie XXIV-XXIV der Fig. 23;
Fig. 25 einen Schnitt nach Linie XXV-XXV der Fig. 23;
Fig. 26 eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles XXVI der Fig. 22,
teilweise geschnitten;
Fig. 27 eine Längsdichtungsleiste als Detail zur Fig. 26 und
Fig. 28 eine Darstellung der Laufplatte entsprechend Fig. 6.
In Fig. 1 und 2 ist eine Linearkugelbüchse ganz all
gemein mit 10 bezeichnet. Sie umfaßt einen Käfig 12
aus hartelastischem Kunststoff. In diesen Käfig
12 sind Laufplatten 14 eingesetzt, welche jeweils
eine Außenumfangsfläche 16 zur Anlage an einer die
Linearkugelbüchse 10 aufnehmenden Lagergehäuse
bohrung und eine Innenumfangsfläche 18 besitzen.
Die Laufplatten 14 bestehen aus einem harten Werk
stoff, insbesondere gehärtetem Stahl. Durch den
Käfig 12 und die Laufplatten 14 ist jeweils eine Füh
rung für einen Kugelumlauf gebildet. Die Kugeln sind
mit 20 bezeichnet. Jeder Kugelumlauf bildet eine Trag
kugelreihe 22 und eine Rücklaufkugelreihe 24. Die
Tragkugelreihen 22 ragen durch Schlitze 26 des Käfigs
12 hindurch nach radial innen zur Anlage an einer
nicht dargestellten Welle. Die Rücklaufkugelreihen 24
sind nach radial innen durch den Käfig 12 gestützt.
Beide Geradkugelreihen 22 und 24 liegen an der Innen
umfangsfläche 18 der jeweiligen Laufplatte 14 an.
Die Tragkugelreihe 22 und die Rücklaufkugelreihe 24
sind jeweils durch Bogenkugelreihen 28 verbunden.
Die Laufplatten 14 sind in dem Käfig 12 form
schlüssig gehalten, jedoch mit einem gewissen Be
wegungsspiel.
In Fig. 3, 4 und 5 ist eine Laufplatte 14 im ein
zelnen dargestellt. Diese Laufplatte 14 ist auf der
Basis eines Profilstabs hergestellt, dessen Profil
aus Fig. 4 ersichtlich ist. Die Laufplatte 14 weist
einen tragenden Geradlaufbahnabschnitt 30 auf, wel
cher gegenüber der Außenumfangsfläche 16 ein erstes
höheres Niveau besitzt und einen rückführenden
Geradlaufbahnabschnitt 32, welcher gegenüber der
Außenumfangsfläche 16 ein niedrigeres Niveau besitzt.
Der tragende Laufbahnabschnitt 30 dient zur Auf
nahme der Tragkugelreihe 22 und der Geradlaufbahn
abschnitt 32 zur Aufnahme der Rücklaufkugelreihe
24. Die beiden Geradlaufbahnabschnitte 30 und 32
sind durch Bogenlaufbahnabschnitte 36 mitein
ander verbunden. Die Geradlaufbahnabschnitte
30 und 32 erstrecken sich jedoch mit den Endabschnit
ten 30 a bzw. 32 a im wesentlichen profilkonstant
bis an die Enden der Laufplatte 14. Zwischen den
Geradlaufbahnabschnitten 30 und 32 liegt eine Mit
telrippe 38. Die Mittelrippe 38 setzt sich mit End
abschnitten 38 a bis an die Enden der Laufplatte 14
profilkonstant fort und ist durch die Bogenlaufbahn
abschnitte 36 lediglich unterbrochen. An ihrer Au
ßenumfangsfläche 16 ist die Laufbahnplatte, wie in
Fig. 6 dargestellt, gekrümmt, so daß sie schau
kelnd an der Innenumfangsfläche einer Lagergehäuse
bohrung zur Anlage kommt. Wie aus Fig. 4 ersicht
lich sind die Geradlaufbahnabschnitte 30 und 32 ge
rundet mit einem Krümmungsradius, der gleich oder
wenig größer ist als der Radius der Kugeln 20.
In Fig. 5 erkennt man an den Enden der Laufplatte
Ausdrehungen 40 und 42. Die Ausdrehungen 40 sind
zur Aufnahme von topfförmigen Endringen 44 (Fig. 1)
bestimmt, welche die Laufplatte 14 und Abschluß
scheiben 46 am Käfig 12 sichern. Die Eindrehungen 42
sind dazu bestimmt, Sicherungsringe zur axialen Sicherung
der Kugelbüchse in einer Aufnahmebohrung aufzunehmen.
Nähere Einzelheiten über die Ausbildung der Lauf
bahnen ergeben sich aus den Fig. 7 bis 11.
Die Bogenlaufbahnabschnitte 36 erstrecken sich
über annähernd 180° und sind annähernd kreis
förmig gekrümmt. Der Niveauabfall von dem Gerad
laufbahnabschnitt 30 zu dem Geradlaufbahnabschnitt 32
beginnt bereits in einem Endabschnitt a des Ge
radlaufbahnabschnitts 30. Dadurch liegt die Sohle
des Bogenlaufbahnabschnitts 36 im Bereich der Ver
schneidung mit dem Geradlaufbahnabschnitt 30 tie
fer als eine gedachte Fortsetzung der Sohle des
Geradlaufbahnabschnitts 30, und eine Seitenfüh
rung der Kugeln ist auch in diesem Verschnei
dungsbereich gewährleistet. Das Niveaugefälle
im Endabschnitt a ist durch die Winkelangabe
2° in Fig. 8 dargestellt. Das Niveaugefälle
im unmittelbar anschließenden Bereich des Bogen
laufbahnabschnitts 36 beträgt, wie in Fig. 8 ebenfalls
dargestellt, ca. 5°. Es treten keine Niveausprünge auf.
Die Gefällsübergänge sind abgerundet. Die Längsaus
dehnung des Endabschnitts a ist auch nach dem Schlei
fen so groß, daß die belasteten Kugeln vor Einlauf in den Bogenlauf
bahnabschnitt 36 kontinuierlich entlastet werden können. Dies gilt
analog auch für die in die Lastzone eintretenden Kugeln. Durch diese
Maßnahme ist ein gleichmäßiger und ruckfreier Ablauf gewährleistet.
An der Stelle in Fig. 7 besitzt die Bogenlaufbahn 36 ein Niveaumi
nimum, welches unter dem Niveau der rückführenden Geradlaufbahn 32
liegt. Im Endabschnitt b des rückführenden Geradlaufbahnabschnitts 32
findet ein langsamer Niveauanstieg statt. Es treten keine Niveau
sprünge auf. Die Gefällsübergänge sind verrundet. Das Niveauminimum
ist auch nach dem Schleifen des rückführenden Geradlaufbahnabschnitts
32 noch vorhanden. Die Gefällsstrecken a und b der Geradlaufbahnabschnit
te 30, 32 sind zusammen mit den Bogenlaufbahnabschnitten 36 geprägt. Die
Verjüngung der Rippenbreite der Mittelrippe 38 im Bereich der Endab-
schnitte a und b ergibt einen trichterförmigen Übergang des Bogenlauf
bahnabschnitts 36 in die Geradlaufbahnabschnitte 30 und 32.
In Fig. 12 sind mit bis verschiedene Meßpunk
te bezeichnet, die teilweise auch in Fig. 7 einge
tragen wurden, um die Relationen zwischen Fig. 7
und 12 klar zu machen. Diesen Meßpunkten sind nach
der Tabelle der Fig. 12 verschiedene Niveauwerte beispielshalber
zugeordnet. Die Niveauwerte bezeichnen die relative
Niveauhöhe in Millimeter jeweils auf der Sohle der
Laufbahn gegenüber dem Sohlenniveau des tragenden Lauf
bahnabschnitts 30, welches mit Null bewertet ist.
Man erkennt aus der zweiten Spalte der Tabelle
ohne weiteres, daß im Bereich bis ein Niveau
minimum vorliegt, und daß von diesem Niveauminimum
aus ein Anstieg des Niveaus bis auf die Niveauhöhe
der Sohle des rückführenden Geradlaufbahnabschnitts
32 stattfindet. Der Wiederanstieg bis liegt
im wesentlichen in der Rücklaufgeraden des rück
führenden Geradlaufbahnabschnitts 32. Den einzelnen
Punkten bis zugeordneten Ortskoordinaten
sind durch die Winkelwerte in der Fig. 12 bezeich
net. Die Fig. 12 vermittelt durch die Längenan
gabe 39,5 mm auch eine Größenordnungsvorstellung
von der Länge der Kugelbüchse. Ergänzend hierzu
sei bemerkt, daß der Außendurchmesser des Käfigs
12 im Beispielsfall 40 mm beträgt, daß ins
gesamt 10 Laufplatten vorgesehen sind, wie in
Fig. 2 dargestellt, daß die periphere Erstreckung
einer Laufplatte 9,7 mm beträgt, und daß der Kugeldurch
messer 3,969 mm beträgt. Schließlich beträgt der
Krümmungsradius der Laufbahn an der Sohle gemes
sen (strichpunktierte Linie in Fig. 12)
2,04 mm. In der Tabelle sind schließlich in der
vierten Spalte die jeweiligen Radien der Laufbahn
abschnitte in Millimetern aufgezeichnet. Man er
kennt, daß diese Radien wenig größer sind als
der Kugelradius, so daß die Kugeln seitlich ge
führt sind. Aus der Fig. 12 und der Tabelle
erkennt man, daß im Bereich bis eine
Seitenführung gewährleistet ist; diese Seiten
führung ist im Scheitelbereich durch den
Fortsatz 38 a der Rippe 38 ergänzt. Auch in dem
relativ unkritischen Bereich bis ist
noch eine gewisse Seitenführung der Kugeln durch
die Laufplatte gewährleistet, wie durch die Ver
schneidungslinie 50 angedeutet. Es sei noch ein
mal erwähnt, daß die einzelnen Gefällsstrecken
von bis im wesentlichen stetig ineinan
der übergehen.
Die Führung der Kugeln ist durch den Käfig 12 er
gänzt. Die Führungsflächen in dem Käfig 12 sind
mit hoher Präzision so gefertigt, daß sie an die
Führungsflächen der Laufplatten versatzlos anschlie
ßen.
Die in den Fig. 3 und 7 erkennbaren Aussparungen 52
dienen zum Teil der Materialaufnahme beim Prägen der Bo
genlaufbahnabschnitte 36; anders ausgedrückt: Beim
Prägen werden die Laufplatten 14 mit vorher ge
bildeten Aussparungen in Prägeformen eingelegt,
welche der Außenumfangsfläche 16 und den Endflächen
anliegen, jedoch im Bereich der Aussparungen 52
so viel Luft lassen, daß das beim Prägen verdräng
te Material einfließen kann und dabei die Geo
metrie der Aussparungen gemäß Fig. 7 entsteht.
In Fig. 13 ist der Käfig gemäß Fig. 2 nach Entnahme
der Laufplatten 14 und der Kugeln 20 dargestellt. Man er
kennt dort die Ausnehmungen 60 für die Aufnahme der Lauf
platten 14 der Fig. 2. Man erkennt weiter die Schlitze 26,
welche den Kugeln der Tragkugelreihe (22) teilweisen Durchtritt
gewähren und man erkennt die Laufbahn 62 für die Rücklauf
kugelreihe 24 der Fig. 2. Dies alles ist in Vergrößerung
auch in Fig. 14 dargestellt. Man erkennt weiter aus den
Fig. 14 und 15, daß an den Enden der Ausnehmungen 60,
und zwar angrenzend an die Endflächen 64 der Ausnehmungen 60
in Flucht mit den Laufbahnen 62 rinnenförmige Füllschrägen
66 angeordnet sind, deren Bedeutung insbesondere aus Fig. 19
zu ersehen ist. Dort wird zum Einfüllen der Kugeln 20 eines
Kugelumlaufs ein Füllrohr 68 angesetzt, so daß es annähernd
in Fortsetzung der jeweiligen Füllschräge 66 steht. Dabei
ist der obere topfförmige Endring 44 abgenommen, während
der untere topfförmige Endring 44 seine Sicherungsposition
bezüglich der Laufplatten 14 einnimmt. Da der obere Endring
44 fehlt, kann die Laufplatte 14, wie aus Fig. 19 zu er
sehen, schräggestellt werden, so daß sie im Bereich der
Einlaufschräge 66 den Kugeln 20 Einlaß gewährt. Das Schräg
stellen der Laufplatten 14 ist möglich, da die Längsbegren
zungsflächen 70, 72 der Ausnehmung 60 annähernd zueinander
parallel sind, oder aber das Kunststoffmaterial des
Käfigs 12 derart elastisch ist, daß ein Ausstellen der
Laufplatte 14 unter Zwang möglich ist.
Das Einfüllen der Kugeln 20 in die Laufbahn 62 der Rück
laufkugelreihe wird noch dadurch erleichtert, daß an der
Innenseite der Laufplatte 14, wie aus Fig. 18 und 19
ersichtlich, eine Abschrägung 74 angebracht ist.
Es ist zu bemerken, daß die Art des Einfüllens unter Ver
wendung der Einfüllschräge 66 und der Abschrägung 74 nicht
daran gebunden ist, das an der Laufplatte 14 die beiden
Geradlaufbahnabschnitte 30,32 und die Bogenlaufbahnabschnitte
36 angebracht sind. Die Art des Einfüllens wäre vielmehr
auch dann denkbar wenn die Laufplatten 14 auf die Breite
der Geradlaufbahnabschnitte 30 der Tragkugelreihen beschränkt
wären. In diesem Fall müßten nur die Einfüllschrägen 66 und
die Abschrägungen 74 in Flucht mit dem jeweiligen Geradlauf
bahnabschnitt 30 einer tragenden Kugelreihe angebracht werden.
In Fig. 20 erkennt man ein Linearkugellager, bei dem die
Welle 178 durch Ständer 180 unterstützt und der Käfig 112 teil
ringförmig ausgebildet ist. Der Käfig ist an seinen Enden
wieder mit Endringen 144 versehen, welche entsprechend der
Umfangserstreckung des Käfigs 112 teilringförmig ausgebildet
sind. Zur Verhinderung des Eindringens von Schmutz in den
Bereich der Kugeln sind Dichtungen vorgesehen.
In Fig. 1 war auf die Abschlußscheiben 46 hingewiesen worden.
Dies sind dort die notwendigen Ringdichtungen, die am Käfig
durch Endringe 44 gehalten sind und mit einer Dichtlippe
an der dort nicht eingezeichneten Welle zur Anlage kommen.
Dieser Dichtringe bedarf es auch bei der nunmehr diskutierten
Ausführungsform nach Fig. 20 und man erkennt diese Dicht
ringe in den Fig. 22 bis 25, wo sie mit 146 bezeichnet
sind und sich zusammensetzen aus einem jeweiligen Grundkörper
146 a und einer Dichtlippe 146 b. Die Dichtlippe 146 b ist auch
hier wieder zur Anlage an der Welle 178 der Fig. 20 bestimmt.
Der Grundkörper 146 a des Dichtrings 146 ist dabei, wie ins
besondere aus Fig. 25 zu ersehen, in einer Ringausnehmung 184
aufgenommen, welche durch eine axial gerichtete Fläche 184 a
und eine radial einwärts gerichtete Flache 184 b definiert ist.
Der Grundkörper 146 a liegt mit axialem Spiel zwischen der
axial gerichteten Fläche 184 a des Käfigs 112 und einer axial
gerichteten Fläche 144 a des Endrings 144. Das Übermaß der
Ausnehmung 184 gegenüber dem Durchmesser des Grundkörpers 146 a
(Fig. 25) gewährt dem Grundkörper 146 a radiales Spiel inner
halb der Ausnehmung 184. Dieses radiale Spiel besteht auch
bei der Ausführungsform nach Fig. 1, ist auch dort von
wesentlicher Bedeutung, ist aber dort bisher nicht erwähnt
worden. Das radiale Spiel ist notwendig, um bei einer Winkel
verstellung der Welle 178 gegenüber dem Käfig 112 eine An
passung des Dichtungsrings 146 an die veränderte Geometrie
zu ermöglichen. Während nun bei der Ausführungsform nach
den Fig. 1 bis 13 der Dichtungsring 46 (dort als Abschluß
scheibe bezeichnet) kreisförmig geschlossen ist und deshalb
in peripherer Richtung beweglich sein darf, ohne daß dies
den Lagerbetrieb stört, sind erfindungsgemäß die Dichtungs
ringe 146 teilringförmig d.h. offen. Es besteht nach wie
vor die Notwendigkeit, den Dichtungsringen 146 radiales
Spiel zu gestatten, um ihre Anpassung an veränderte Lager
geometrie bei Fluchtverlust zwischen Welle 178 und Käfig 112
zu ermöglichen. Es besteht aber gleichzeitig die Notwendig
keit, eine Verdrehung der Dichtungsringe 146 zu vermeiden,
da diese Dichtungsringe 146 im Fall einer Verdrehungsmög
lichkeit über die eine oder andere Endfläche 186 des Käfigs
(siehe Fig. 22) hervortreten bzw. hinter diese zurücktreten
könnten.
Um den Dichtungsring 146 in radialer Richtung beweglich zu
lassen, ihn in peripherer Richtung aber festzulegen, ist
eine Ausbildung vorgesehen, wie sie in Fig. 23 und 24 im Detail
dargestellt ist. Über der axial gerichteten Fläche 184 a er
heben sich Nocken 188, die auch in Fig. 22 und 23 erkenn
bar sind. Diese Nocken 188 durchsetzen Durchbrechungen 190,
wie aus Fig. 23 und 24 zu ersehen. Dabei haben die Durch
brechungen 190 ein radiales Übermaß gegenüber der Radialbreite
der Nocken 188, so daß die Dichtungsringe 146 nach wie vor
ein radiales Spiel besitzen. Dabei ist zu beachten, daß
gemäß Fig. 22 die Nocken 188 lediglich in den Endbereichen
des Dichtungsrings 146, also nahe den Stützlagern 180 der
Fig. 20, angebracht sind. Weiter ist zu beachten, daß die
Höhe der Nocken 188 gegenüber der axial gerichteten Fläche
184 a des Käfigs 112 größer ist als die axiale Stärke des
jeweiligen Grundkörpers 146 a. Die Fläche 144 a, also die
Innenseite des Topfbodens 144 b des topfförmigen Endrings
144 liegt gegen die Endfläche 188 a des jeweiligen Nockens
188 an und ist dort mit dem Käfig verschraubt. Die Verschrau
bung erfolgt mittels einer Senkschraube 192 die in den
Nocken 188 eingeschraubt ist. Wegen des Übermaßes der axialen
Höhe des Nockens 188 gegenüber der axialen Dicke des Grund
körpers 146 wird auch bei straffem Anziehen der Senkschraube
192 der Grundkörper 144 a nicht zwischen den Flächen 184 a
und 144 a eingeklemmt. Auch insoweit bleibt also das radiale
Spiel des Dichtungsrings 146 erhalten. Gemäß Fig. 24 läßt
sich auch gut erkennen, daß die Ringwand 144 c in die Aus
drehungen 140 der Laufplatten 114 eingreift und daneben in
entsprechende Ausdrehungen des Käfigs 112, so daß die Lauf
platten 114 in dem Käfig axial und radial gehalten sind.
Mit den Ringdichtungen 146 allein ist das Dichtungsproblem
noch nicht gelöst. Wie aus den Fig. 20 bis 23 sowie 26
und 27 ersichtlich, sind im Bereich der Spaltbegrenzungs
flächen 186 in dem Käfig 112 auch Längsdichtungsleisten 194
mit einem Wurzelteil 194 a und einem an der Welle 178 anlie
genden Zungenteil 194 b vorgesehen.
Der Wurzelteil 194 a ist in einer axial verlaufenden und
radial einwärts offenen Nut 196 des Käfigs 112 nahe dessen
jeweiliger Spaltbegrenzungsfläche 186 eingesetzt. Die Nuten
196 erstrecken sich jeweils bis zu den axial gerichteten
Flächen 184 a und sind in ihren Endabschnitten e peripher
erweitert, so daß Stützschultern 198 gebildet sind (Fig.
26). Die Wurzelteile 194 a der Längsdichtungsleisten 194
weisen in den axialen Endbereichen peripher vorspringende
Vorsprünge 200 auf, die sich gegen die Stützschultern 198
anlegen. Die Längsdichtungsleisten 194 besitzen Fortsätze
202, welche über die Vorsprünge 200 hinaus axial in Rich
tung auf die Bodenwand 144 b des Endrings 144 vorstehen,
so daß, wie in Fig. 23 dargestellt, der Dichtungsring 146
an dem Fortsatz 202 zur Anlage kommt. Durch das gegenseitige
Anliegen der Fortsätze 202 und der Dichtungsringe 146 im
Bereich des Spalts 184-186 ist der Zwischenraum zwischen
der Welle 178 und dem Käfig 112 vollständig abgedichtet.
Die Fig. 27 läßt die Längsdichtungsleiste 194 vor der
Montage erkennen. Axial außerhalb der Vorsprünge 200 sind
an den beiden Enden einer Längsdichtungsleiste 194 Griff
elemente 204 angebracht, die es bei der Montage der Längs
dichtungsleisten 194 ermöglichen, deren zwischen den Vor
sprüngen 200 gelegene Abschnitte so zu dehnen, daß die
Vorsprünge 200 über die Schulterflächen 198 vorgeschoben
und auf diesen aufgelagert werden können. Nach erfolgter
Montage werden die Griffelemente 204 außerhalb
der Fortsätze 202 unter Belassung der Fortsätze 202 abge
trennt.
In Fig. 28 erkennt man eine Laufplatte 14 wieder, deren
Außenfläche 16 in Fig. 6 bereits schematisch angedeutet
worden ist. Die Außenfläche 16 weist einen mittleren gerad
linig verlaufenden Längsabschnitt f auf, an den sich über
Übergangsrundungen g mit einem Krümmungsradius gl jeweils
ein axialer Längsabschnitt h anschließt, der ebenfalls
geradlinig ist. Der Längsabschnitt h schließt mit dem
Längsabschnitt f einen Winkel α von 35 Winkelminuten ein.
Die Gesamtlänge der tragenden Kugelreihe ist mit i be
zeichnet. Bezüglich der Größenverhältnisse gilt folgendes:
Die Länge i der Tragkugelreihe beträgt ca. 100% bis
ca. 200%, vorzugsweise ca. 130% bis ca. 180% des Durch
messers der Welle 178; die Länge des mittleren Längsab
schnitts f beträgt ca. 2% bis ca. 15%, vorzugsweise
ca. 5% bis ca. 10% des Durchmessers der Welle 178; der
Krümmungsradius gl der Übergangsrundung g beträgt mehr
als ca. 100%, vorzugsweise mehr als ca. 150% und bei
spielsweise 167% bis 300% des Durchmessers der Welle 178.
Die Winkelneigung α beträgt ca. 25 bis 45 Winkel
minuten, im Beispielsfall ca. 35 Winkelminuten.
Es hat sich gezeigt, daß bei Einhaltung der genannten
Maße noch eine gewisse Kipp- oder Schaukelfähigkeit der Lauf
platten 14 gewährleistet ist, andererseits aber im Normalbe
trieb durch die Geradlinigkeit im mittleren Längsbereich f
die Flächenpressung gegenüber einer umschließenden Lager
bohrung soweit reduziert ist, daß der Verschleiß klein bleibt.
Es hat sich weiter gezeigt, daß bei Einhaltung der angege
benen Maße im Bereich der bei Fluchtverlust zwischen Wellen
achse und Käfigachse zu erwartenden Kippbewegungen die
Annäherung diametral einander gegenüberliegender Laufplatten
14 innerhalb akzeptabler Grenzen bleibt und damit auch der
Druck, den die Kugeln gegen die Welle 178 einerseits und
gegen die Laufplatten 14 andererseits ausüben. Die Ausfüh
rungsform der Laufplatten nach Fig. 28 ist bei allen Aus
führungsformen des Linearkugellagers wie vorstehend beschrie
ben und darüber hinaus anwendbar.
Es ist zu beachten, daß die Laufplatten an ihrer Außen
fläche 16, wie in Fig. 2 dargestellt, entsprechend der
Innenumfangsfläche einer aufnehmenden Lagergehäusebohrung
gerundet sind, so daß eine flächige Anlage der Laufplatten
im Bereich des mittleren Längsabschnitts f an der Lagerge
häusebohrung gewährleistet ist.
Claims (19)
1. Linearkugelbüchse (10) umfassend einen Käfig (12)
mit einer Käfigachse und mit einer Mehrzahl von
Kugelumläufen,
wobei jeder Kugelumlauf zwei zur Käfigachse im wesent lichen parallele Geradkugelreihen (22, 24), nämlich eine Tragkugelreihe (22) und eine Rücklaufkugelreihe (24) und zwei die beiden Geradkugelreihen (22, 24) verbindende Bogenkugelreihen (28) aufweist
wobei weiter jeder der Kugelumläufe nach radial außen an einer Laufplatte (14) anliegt, welche in eine zuge hörige Ausnehmung des Käfigs (12) eingesetzt ist und eine Außenfläche (16) zur Anlage an einer Innenum fangsfläche einer den Käfig (12) aufnehmenden Lager gehäusebohrung besitzt,
wobei weiter an einer Innenfläche (18) der Lauf platte (14) eine geschlossene Laufbahn (30) für den jeweiligen Kugelumlauf ausgebildet ist,
wobei weiter die geschlossene Laufbahn (30, 32, 36) zwei Geradlaufbahnabschnitte (30, 32), nämlich einen tragenden Geradlaufbahnabschnitt (30) für die Trag kugelreihe (22) und einen rückführenden Geradlauf bahnabschnitt (32) für die Rücklaufkugelreihe (24) und zwei die Geradlaufbahnabschnitte (30, 32) ver bindende Bogenlaufbahnabschnitte (36) aufweist,
wobei weiter der tragende Geradlaufbahnabschnitt (30), bezogen auf die Außenfläche der Laufplatte (14), auf einem höheren und der rückführende Ge radlaufbahnabschnitt (32), bezogen auf die Außen fläche (16) der Laufplatte (14), auf einem tiefe ren Niveau liegt und die Bogenlaufbahnabschnitte (36) die entsprechenden Niveauunterschiede all mählich überwinden,
wobei weiter die Geradlaufbahnabschnitte (30, 32) durch eine Mittelrippe (38) voneinander getrennt sind und
wobei die jeweilige Tragkugelreihe (22) nach ra dial innen einen Schlitz (26) des Käfigs (12) teilweise durchdringt, um an einer von dem Kä fig (12) umschlossenen Welle Anlage nehmen zu können und die jeweilige Rücklaufkugelreihe (24) nach radial innen durch den Käfig (12) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelrippe bis an die Enden der Laufplat te (14) hin im wesentlichen profilkonstant fort gesetzt (Fortsätze 38 a) und von den Bogenlauf bahnabschnitten (36) durchquert ist, und daß Verlängerungen (30 a 32 a) der beiden Geradlaufbahn abschnitte (30, 32) bis an die Enden der Laufplatte (14) im wesentlichen profilkonstant fortgesetzt sind unter Verschneidung mit den Bogenlaufbahnabschnitten (36).
wobei jeder Kugelumlauf zwei zur Käfigachse im wesent lichen parallele Geradkugelreihen (22, 24), nämlich eine Tragkugelreihe (22) und eine Rücklaufkugelreihe (24) und zwei die beiden Geradkugelreihen (22, 24) verbindende Bogenkugelreihen (28) aufweist
wobei weiter jeder der Kugelumläufe nach radial außen an einer Laufplatte (14) anliegt, welche in eine zuge hörige Ausnehmung des Käfigs (12) eingesetzt ist und eine Außenfläche (16) zur Anlage an einer Innenum fangsfläche einer den Käfig (12) aufnehmenden Lager gehäusebohrung besitzt,
wobei weiter an einer Innenfläche (18) der Lauf platte (14) eine geschlossene Laufbahn (30) für den jeweiligen Kugelumlauf ausgebildet ist,
wobei weiter die geschlossene Laufbahn (30, 32, 36) zwei Geradlaufbahnabschnitte (30, 32), nämlich einen tragenden Geradlaufbahnabschnitt (30) für die Trag kugelreihe (22) und einen rückführenden Geradlauf bahnabschnitt (32) für die Rücklaufkugelreihe (24) und zwei die Geradlaufbahnabschnitte (30, 32) ver bindende Bogenlaufbahnabschnitte (36) aufweist,
wobei weiter der tragende Geradlaufbahnabschnitt (30), bezogen auf die Außenfläche der Laufplatte (14), auf einem höheren und der rückführende Ge radlaufbahnabschnitt (32), bezogen auf die Außen fläche (16) der Laufplatte (14), auf einem tiefe ren Niveau liegt und die Bogenlaufbahnabschnitte (36) die entsprechenden Niveauunterschiede all mählich überwinden,
wobei weiter die Geradlaufbahnabschnitte (30, 32) durch eine Mittelrippe (38) voneinander getrennt sind und
wobei die jeweilige Tragkugelreihe (22) nach ra dial innen einen Schlitz (26) des Käfigs (12) teilweise durchdringt, um an einer von dem Kä fig (12) umschlossenen Welle Anlage nehmen zu können und die jeweilige Rücklaufkugelreihe (24) nach radial innen durch den Käfig (12) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelrippe bis an die Enden der Laufplat te (14) hin im wesentlichen profilkonstant fort gesetzt (Fortsätze 38 a) und von den Bogenlauf bahnabschnitten (36) durchquert ist, und daß Verlängerungen (30 a 32 a) der beiden Geradlaufbahn abschnitte (30, 32) bis an die Enden der Laufplatte (14) im wesentlichen profilkonstant fortgesetzt sind unter Verschneidung mit den Bogenlaufbahnabschnitten (36).
2. Linearkugelbüchse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bogenlaufbahnabschnitte (36) durch Prägung
gebildet sind.
3. Linearkugelbüchse nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß von den Geradlaufbahnabschnitten (30, 32) zumin
dest der tragende Geradlaufbahnabschnitt (30) ge
schliffen ist.
4. Linearkugelbüchse nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Niveauabfall (-) der Laufbahn von
dem Niveau des tragenden Geradlaufbahnabschnitts
(30) in Richtung auf das Niveau des rückführenden
Geradlaufbahnabschnitts (32) jeweils im Bereich
geradliniger Endfortsätze (a) des tragenden Gerad
laufbahnabschnitts (30) beginnt.
5. Linearkugelbüchse nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Laufbahn jeweils im Übergangsbereich zwi
schen den Bogenstrecken der Bogenlaufbahnabschnitte
(36) und der Rücklaufgeraden des rückführenden Ge
radlaufbahnabschnitts (32) ein Niveauminimum (-)
durchläuft.
6. Linearkugelbüchse nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Laufbahn im Bereich geradliniger Endfort
sätze (b) des rückführenden Geradlaufbahnabschnitts
(32) von dem jeweiligen Niveauminimum (-)
auf das Niveau des rückführenden Geradlaufbahn
abschnitts (32) allmählich ansteigt.
7. Linearkugelbüchse nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Geradlaufbahnabschnitte (30,32) und/oder
Bogenlaufbahnabschnitte (36) einen Rillenquer
schnitt besitzen, dessen Krümmungsradius annähernd
gleich, vorzugsweise geringfügig größer, ist
wie der Kugelradius.
8. Linearkugelbüchse nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Laufplatten (14) an der Innenumfangsfläche
der den Käfig (12) aufnehmenden Lagergehäuseboh
rung schaukelnd anliegen, und zwar um eine Schau
kelachse, welche in einer zur Käfigachse senkrech
ten Ebene annähernd tangential zur Käfigachse liegt,
und zwar vorzugsweise im Bereich der Längsmitte der
Kugelbüchse (10).
9. Linearkugelbüchse nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenfläche (16) der Laufplatte (14) von
einem im Bereich der Schaukelachse gelegenen Mit
telbereiche (VI) zu den Enden der Laufplatte (14)
hin bezüglich der Käfigachse radial einwärts ab
fällt.
10. Verfahren zur Herstellung einer Laufplatte (14)
für eine Kugelbüchse (10), gekennzeichnet durch
die folgenden Maßnahmen:
- a) Es wird ein Profilstab bereitgestellt, welcher eine Außenfläche (16) und eine Innenfläche (18) besitzt, wobei an der Innenfläche (18) zwei zu einander parallele in Längsrichtung des Profilstabs verlaufende durch eine Mittelrippe (38) vonein ander getrennte Geradrillen (30, 32) ausgebildet sind und wobei die eine (30) dieser Geradrillen (30, 32) ein höheres Niveau gegenüber der Außen fläche (16) und die andere Geradrille (32) ein niedrigeres Niveau gegenüber der Außenfläche (16) besitzt;
- b) in die Innenseite (18) der Laufplatte (14) werden Bogenrillen (36) eingeprägt, welche die Mittel rippe (38) queren und die niveauhöhere Gerad rille (30) mit der niveauniedrigeren Geradrille (32) niveauüberwindend verbinden.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine der Geradrillen (30) nach dem
Einprägen der Bogenrillen (36) geschliffen wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß in noch geradlinigen Endabschnitten (a) der
niveauhöheren Geradrille (30) beim Prägen der
Bogenrillenabschnitte (36) Gefällsstrecken
(-) mit eingeprägt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bogenrillen (36) in den Anschlußbereichen
an die niveauniedrigere Geradrille (32) mit einer
solchen Prägetiefe geprägt werden, daß sich
dort Niveauminima (-) ergeben, die tie
fer liegen als das Niveau der niveauniedrigeren
Geradrille (32).
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Prägetiefe der Bogenrillen (36) im Anschluß
bereich an die niveauniedrigere Geradrille (32)
derart gewählt wird, daß die Niveauminima (, )
auch nach dem Schleifen der niveauniedrigeren
Geradrille (32) noch vorhanden sind.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß an den Enden des Profilstabs (14) Aussparungen
(52) bereitgestellt werden welche beim Prägen wenigstens
einen Teil des verdrängt werdenden Laufplattenmaterials aufnehmen.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenfläche (16) vor oder nach dem Schlei
fen der Geradrillen (30, 32) geschliffen wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenfläche (16) nach dem Schleifen der Ge
radrillen (30, 32) geschliffen wird, wobei die ge
schliffenen Geradrillen (30, 32) zur Positionierung
des Profilstabs (14) beim Schleifen der Außen
fläche (16) verwendet werden.
18. Linearkugelbüchse (10) umfassend einen Käfig (12) mit einer
Käfigachse und mit einer Mehrzahl von Kugelumläufen,
wobei jeder Kugelumlauf zwei zur Käfigachse im wesentlichen parallele Geradkugelreihen (22, 24) nämlich eine Tragkugel reihe (22) und eine Rücklaufkugelreihe (24) und zwei die beiden Geradkugelreihen (22, 24) verbindende Bogenkugel reihen (28) aufweist
wobei weiter mindestens die Tragkugelreihe (22) eines Kugelumlaufs nach radial außen an einer Laufplatte (14) anliegt, welche in eine zugehörige Ausnehmung des Käfigs (12) eingesetzt ist und eine Außenfläche (16) zur Anlage an einer Innenumfangsfläche einer den Käfig (12) aufnehmenden Lagergehäusebohrung besitzt,
wobei weiter an einer Innenfläche (18) der Laufplatte (14) ein tragender Geradlaufbahnabschnitt (30) mindestens für die Tragkugelreihe (22) des jeweiligen Kugelumlaufs ausgebildet ist und
wobei die jeweilige Tragkugelreihe (22) nach radial innen einen Schlitz (26) des Käfigs (12) teilweise durch dringt, um an einer von dem Käfig (12) umschlossenen Welle Anlage nehmen zu können, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Laufplatte (14) an ihrer Außenfläche (16) einen mittleren Bereich (f) aufweist, welcher parallel zur Laufbahn (30) der Tragkugelreihe (22) verläuft und daß an diesen mittleren Längsbereich (f) über nach radial außen konvexe Verrundungen (g) axial äußere Längsbereiche (h) anschließen, welche nach axial außen und radial innen vorzugsweise geradlinig verlaufen.
wobei jeder Kugelumlauf zwei zur Käfigachse im wesentlichen parallele Geradkugelreihen (22, 24) nämlich eine Tragkugel reihe (22) und eine Rücklaufkugelreihe (24) und zwei die beiden Geradkugelreihen (22, 24) verbindende Bogenkugel reihen (28) aufweist
wobei weiter mindestens die Tragkugelreihe (22) eines Kugelumlaufs nach radial außen an einer Laufplatte (14) anliegt, welche in eine zugehörige Ausnehmung des Käfigs (12) eingesetzt ist und eine Außenfläche (16) zur Anlage an einer Innenumfangsfläche einer den Käfig (12) aufnehmenden Lagergehäusebohrung besitzt,
wobei weiter an einer Innenfläche (18) der Laufplatte (14) ein tragender Geradlaufbahnabschnitt (30) mindestens für die Tragkugelreihe (22) des jeweiligen Kugelumlaufs ausgebildet ist und
wobei die jeweilige Tragkugelreihe (22) nach radial innen einen Schlitz (26) des Käfigs (12) teilweise durch dringt, um an einer von dem Käfig (12) umschlossenen Welle Anlage nehmen zu können, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Laufplatte (14) an ihrer Außenfläche (16) einen mittleren Bereich (f) aufweist, welcher parallel zur Laufbahn (30) der Tragkugelreihe (22) verläuft und daß an diesen mittleren Längsbereich (f) über nach radial außen konvexe Verrundungen (g) axial äußere Längsbereiche (h) anschließen, welche nach axial außen und radial innen vorzugsweise geradlinig verlaufen.
19. Linearkugelbüchse nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die axiale Gesamtlänge (i) einer Tragkugelreihe ca. 100% bis ca. 200%, vorzugsweise ca. 130% bis ca. 180% des zugehörigen Wellendurchmessers beträgt,
daß die axiale Länge des mittleren Längsbereichs (f) ca. 2% bis ca. 15% des zugehörigen Wellendurchmessers, vorzugsweise ca. 5% bis ca. 10% des zugehörigen Wellen durchmessers beträgt,
daß die Verrundung (g) einen Krümmungsradius (gl) besitzt, welcher mehr als 100%, vorzugsweise mehr als 150%, beispielsweise 167% bis 300% des zugehöri gen Wellendurchmessers beträgt und
daß die Neigung der axial äußeren Längsbereiche (h) gegenüber der Laufbahn (30) der Tragkugelreihe (22) im Mittel ca. 25 bis ca. 45 Winkelminuten, vorzugsweise ca. 35 Winkelminuten beträgt.
daß die axiale Gesamtlänge (i) einer Tragkugelreihe ca. 100% bis ca. 200%, vorzugsweise ca. 130% bis ca. 180% des zugehörigen Wellendurchmessers beträgt,
daß die axiale Länge des mittleren Längsbereichs (f) ca. 2% bis ca. 15% des zugehörigen Wellendurchmessers, vorzugsweise ca. 5% bis ca. 10% des zugehörigen Wellen durchmessers beträgt,
daß die Verrundung (g) einen Krümmungsradius (gl) besitzt, welcher mehr als 100%, vorzugsweise mehr als 150%, beispielsweise 167% bis 300% des zugehöri gen Wellendurchmessers beträgt und
daß die Neigung der axial äußeren Längsbereiche (h) gegenüber der Laufbahn (30) der Tragkugelreihe (22) im Mittel ca. 25 bis ca. 45 Winkelminuten, vorzugsweise ca. 35 Winkelminuten beträgt.
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